Fertigung und Laser: Technologien fusionieren; Effizienz steigern

Umfangreiche Prozesse finden neue Wege der Zusammenarbeit

Das Viertel, in dem sich der Fabricating and Lasers Pavilion befindet, ist abwechslungsreich und breit gefächert, in jedem Gang gibt es etwas Interessantes und Innovatives. Eine Fertigungswerkstatt kann viele arbeitsreiche Tage haben, aber keinen, der typisch ist. Es gibt Spezialisten für die Blechbearbeitung mit Schneiden, Stanzen, Stanzen, Pressen, Wasserstrahl- und Plasmaschneiden sowie für alle Arten des Schweißens und Fügens. Sogar der Laserbereich kann viele Funktionen und Prozesse abdecken: Laserschneiden, Schweißen und Markieren, um nur einige zu nennen.

So unterschiedlich ihr Fachwissen auch sein mag, sie alle sind in einem Geschäftsumfeld tätig, in dem die Bereitstellung hochwertiger Ergebnisse und die Erzielung einer Kapitalrendite (ROI) von größter Bedeutung sind. Mit den Worten von Jerry Letendre, Präsident und CEO von Greenerd Press & Machine Co.: „Hersteller sind auf der Suche nach Innovationen und Kapitalinvestitionen, um ihr Endergebnis zu verbessern und Produktionsprozesse zu rationalisieren.“ Sie benötigen die Technologie und das technische Fachwissen, um ihre Teams sicherer und produktiver zu machen und die Komplexität nach Möglichkeit zu reduzieren.“

Greenerer hält mit diesen Anforderungen weiterhin Schritt, sagte er: „Wir freuen uns darauf, unsere hydraulischen Pressen- und Automatisierungslösungen vorzustellen und gleichzeitig mit Kunden auf der IMTS in Kontakt zu treten.“

Zu den wichtigsten Pressentechnologien, die Greenerd dieses Jahr (am Stand 236402) vorstellt, gehören die Vorteile der Verwendung fortschrittlicherer Steuerungsmethoden zur Erzielung einer höheren Positionsgenauigkeit und Hubwiederholbarkeit. Wichtig sind auch die intelligente Nutzung von Sensordaten und eine detaillierte Prozessüberwachung sowie anpassbare Hubprofile zur Variation von Geschwindigkeit und Leistung während des Zyklus.

„Wir werden die Vorteile einer serialisierten Produktionsdokumentation und Berichtsprozessdaten für Compliance-Berichte für die Luft- und Raumfahrt-, Medizin-/Pharmaindustrie und andere Branchen diskutieren“, fügte Letendre hinzu. „Automatisierte und vollintegrierte Pressenlinien erfreuen sich einer steigenden Nachfrage und können dazu beitragen, den Fachkräftemangel zu lindern. Als autorisierter FANUC-Tier-1-Integrator mit umfangreicher Erfahrung mit schlüsselfertigen Pressensystemen haben wir diese Entwicklung der Branchenanforderungen begrüßt und werden unsere Lösungen vorstellen, die die Konstruktion und den Bau von Pressen umfassen, die oft überaus groß in Größe, Umfang und Komplexität sind eine breite Palette von Industrieanwendungen.“

Alois Rupp, CEO des Pressenherstellers Bruderer Machine (RM Group Stand 236257), würdigte ebenfalls den Aufstieg integrierter Pressenlinien und verwies auf das Beispiel des Kunden Facet Medical, der das Stanzen für die Produktion von Lanzetten und anderen umspritzten medizinischen scharfen Instrumenten ins eigene Haus bringen wollte. Facet hatte mehrere Ziele, um das Stempeln ins eigene Unternehmen zu bringen. Im Vordergrund standen dabei die Kosten. „Wir waren weitgehend von externen Lieferanten abhängig“, erklärte Giles Rae, Chief Commercial Officer von Facet. „Dies beeinträchtigte die Qualitätskontrolle, was bedeutete, dass wir externe Herstellungsprozesse verifizieren und validieren mussten, anstatt uns auf unsere eigenen zu verlassen.“

Und diese Prozesse sind nicht einfach und unkompliziert. Da es sich bei Stechhilfen für den OEM-Kunden von Facet um ein Geschäft mit hohem Volumen handelt, kommen die Einzelteile auf einer fortlaufenden Rolle an. Um sie in die Produktion, Montage und Prüfung bei Facet zu integrieren, musste die Fehlerquote so gering wie möglich sein. „Wir können einfach keine Ablehnungen akzeptieren“, erklärte Rae.

Zusätzlich zur Stanzlinie spezifizierte und lieferte Bruderer vier Formlinien für den wachsenden Produktionsprozess von Facet, bestehend aus der folgenden Ausrüstung:

--Bruderer/Leicht angetriebener Abwickler, speziell konfiguriert für vorgestanztes Material.

--Bruderer Push-Pull-Greifer-Zuführsystem für die sequentielle Zuführung des gestanzten Streifens durch den Formvorgang.

--Arburg-Spritzgießmaschine (bereitgestellt von Facet).

--Angetriebenes Rückspulsystem von Bruderer/Leicht, konfiguriert für gestanzte, umspritzte Komponenten, einschließlich Papierzwischenlage und Schleifensteuerung.

Facet hat jedoch noch mehr. Das Unternehmen bestätigte in einer Erklärung, dass wir zusätzlich zur Ausrüstung „ein wertvolles Netzwerk erhalten haben – ein komplettes Ökosystem aus Stanz-, Bandhandhabungs-, Form-, Reinigungs- und Inspektionskompetenz.“ Rupp fügte hinzu: „Unser Team war in der Lage, Facet eine komplette Produktionslösung für den Empfang von Rohmaterialien – in diesem Fall chemisch geätzten Edelstahl und Harz – und den Versand geschärfter, umspritzter, gereinigter und geprüfter Nadeln bereitzustellen.“

Ein Beispiel für das breite und vielfältige Spektrum an Produktionstechnologien im Fabricating and Lasers Pavilion ist das Münchner Unternehmen KraussMaffei, ein Entwickler von Anlagen für Spritzguss, Extrusion und Reaktionsverarbeitung von Kunststoffen und Gummi. Ein Thema für das Unternehmen ist die Energieeffizienz bei der Konstruktion und dem Betrieb seiner Geräte.

Ein Beispiel ist der sogenannte BluePower-Servoantrieb. Es steuert die Pumpen einer Spritzgießmaschine entsprechend den optimalen Anforderungen an den Energieverbrauch. In einer Beispielrechnung anhand einer Spritzgießmaschine GX 1300 (Schließkraft 13.000 kN) wird die Ersparnis deutlich.

Bei 6.000 Produktionsstunden, einem Schussgewicht von 1.155 Gramm und einer Zykluszeit von 60,3 Sekunden spart der BluePower-Servoantrieb bis zu 75.000 kWh Strom pro Jahr. Beim aktuellen Energiepreis von 0,27 €/kWh entspricht das nach Angaben des Unternehmens 20,250 Euro. Auch der CO2-Fußabdruck wird deutlich reduziert: Durch den BluePower-Servoantrieb gelangen bis zu 30 Tonnen weniger Emissionen in die Atmosphäre.

Ein weiteres Beispiel sind EcoPac-Isolierstreifen, die um den Zylinder gewickelt werden können und für alle Spritzeinheitengrößen erhältlich sind. Sie stabilisieren das Temperaturprofil und erhöhen die Prozessstabilität. Die Aufheizzeit verkürzt sich um bis zu 30 Prozent. Besonders lukrativ sind die Einsparungen beim Energieverbrauch, hier sind bis zu 40 Prozent möglich. Dadurch amortisiert sich die Investition für die EcoPac-Isolierung schnell. Für die Beispielrechnung mit einer Spritzgießmaschine MX 1000 (Schließkraft 10.000 kN) und 6.000 Produktionsstunden ergibt sich eine Reduzierung des Energieverbrauchs um bis zu 24.000 kWh. Multipliziert man dies mit dem aktuellen Strompreis von 0,27 Euro pro Kilowattstunde, sind Einsparungen von 6.480 Euro (ca. 6.836 US-Dollar) möglich, wobei bis zu 9,6 Tonnen CO2 weniger freigesetzt werden.

Sie finden KraussMaffei am Stand 236580.

Am Laserbereich von Fabricating and Lasers beteiligt sich Coherent mit Sitz in Plymouth, Michigan (Stand 236008), ein Komplettanbieter von Lasern, Maschinen und Komponenten für Laserschneiden, Schweißen, Markieren und Gravieren sowie Lasermessung. Im April kündigte das Unternehmen die neue PowerLine FL-Serie an, die einen Faserlaser mit optionalem Scanner, Kühler, Bildverarbeitung und Prozessüberwachung integriert, die alle mit der Laser FrameWork-Software von Coherent betrieben werden, um das Faserlaserschweißen in der Produktion zu vereinfachen und zu beschleunigen. Das Herzstück der neuen Familie von Laser-Subsystemen ist ein Singlemode-Faserlaser mit 1500 W Ausgangsleistung in einem hochfokussierbaren Strahl. Der Laser kann entweder im CW- oder Pulsmodus von Einzelschuss bis 5 MHz betrieben werden. Zusammen mit einer Reihe von Scanneroptionen, die Arbeitsbereiche von 55 × 55 mm bis 260 × 260 mm (und größer auf Anfrage) unterstützen, ermöglicht dies eine optimale Anpassung von PowerLine FL an ein breites Spektrum von Schweißanwendungen, so das Unternehmen.

Zu den Prozesssteuerungsoptionen gehören ein Bildverarbeitungssystem und Prozessüberwachungsfunktionen. Alle diese PowerLine-Optionen sowie der Laser werden über das Coherent Laser Framework betrieben, eine integrierte Softwareplattform, die den Betrieb vereinfacht, die Produktivität steigert und die Integration erleichtert, einschließlich Kompatibilität mit Industrie 4.0-Technologie und Datenprotokollierung zur Rückverfolgbarkeit.

Der PowerLine FL ist mit dem SmartWeld+-Anwendungspaket von Coherent erhältlich, das präzises Strahl-„Wackeln“ nutzt, um Schweißnähte mit hochdefinierten Nahtformen und -querschnitten mit maximaler Präzision und minimalem Wärmeeintrag zu erzeugen. Diese Schweißnähte werden benötigt, um unterschiedliche Metalle und temperaturempfindliche Materialien auch in sehr dünnen Formen zu verbinden, einschließlich Kupfer-Kupfer- und Kupfer-Aluminium-Verbindungen. Diese werden in Anwendungen wie E-Mobilität (z. B. Batterieschweißen), Unterhaltungselektronik, medizinischen Geräten und der Uhrenherstellung sowie mehreren anderen High-Tech-Branchen benötigt.

Der Fabricating and Lasers Pavilion ist auch das IMTS-Heim für Roboter und ihre ständig wachsenden Anwendungen. Ein Lösungsanbieter ist Acieta mit Sitz in Waukesha, Wisconsin, ein Systemintegrator, der mit FANUC-Robotern arbeitet. Das Unternehmen entwirft, konstruiert und installiert Roboterzellen zum Schweißen, zur Maschinenbeladung und für andere Anwendungen zur Verbesserung der Sicherheit und Prozesseffizienz.

Anfang dieses Jahres stellte Acieta den neuen Schweiß-Cobot FastARC CX1000 vor, der es Kunden, wie das Unternehmen anmerkte, ermöglichen wird, „Ihre Fachkräfte für Aufträge mit höherer Rendite einzusparen und die einfachen, sich wiederholenden Arbeiten dem Cobot zu widmen“. Laut Acieta werden die Ergebnisse konsistente, qualitativ hochwertige Schweißnähte, weniger Ausschuss und ein wartungsfreier Betrieb für bis zu acht Jahre sein. Sie können das Unternehmen auf der IMTS am Stand 236270 besuchen.

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